Thermitschweißen
Das Thermitverfahren wurde im Jahre 1895
von Hans Goldschmidt zum Patent angemeldet. Vor allem in der ersten Hälfte
des 20. Jahrhunderts war das Thermitschweißen zum Verbinden von Eisenbahnschien
weit verbreitet. Noch heute wird das Thermitschweißen oder das aluminothermisches Schmelzschweißen bei der Schweizer Bahn
täglich eingesetzt.
Überall dort, wo man mit den großen
Schweißfahrzeugen nicht hinkommt, also beispielsweise an Weichen
oder in den Kehrtunneln am Gotthard, dient die bei der Thermitreaktion
entstehende Hitze zum Schweißen von Eisenbahnschienen. Mit einem
großen Schneidbrenner wird zuerst eine exakt bemessene Lücke
zwischen den Schienen hergestellt. Das Anbringen einer Gießform als Verschalung
ermöglicht den punktgenauen Fluss der Metallschmelze zwischen den
Schienen. Ein Form-Sand aus Quarzsand und Schamott-Erde schützt die
Verschalung vor der Hitze.
Nach dem Vorheizen der Schienen auf etwa
1000 °C wird ein feuerfester Tiegel aufgesetzt. Der Tiegel ist innen
aus hitzebeständigem Material wie Magnesit oder Schamott verkleidet.
Etwa 10 Kilogramm der Thermitmischung werden in den Tiegel gegeben und mit einem
Zündstab gezündet. Als Zündmittel eignet sich eine Mischung
aus Bariumperoxid oder Kaliumpermanganat
und Magnesium.
Bei der Thermitreaktion
zwischen Eisenoxid und Aluminium entstehen Temperaturen von mehr als 2400 °C,
und gleichzeitig bildet sich durch die Redoxreaktion
eine Eisenschmelze. Diese fließt dann zwischen die Schienen, überschüssige
Schmelze und Schlacke fließen über die Schlackenwanne und die
Gießform ab.
Auf dem Foto oben links haftet der Stahl
der Einguss-Stelle noch am Werkstück. Dieser wird mit Zangen entfernt,
solange er noch heiß und weich ist. Da mit der Schmelze auch die
Lücke zwischen den Schienen ausgefüllt wird, muss die Schmelze
die gleiche Zusammensetzung haben wie der Schienenstahl. Daher ist die
verwendete Thermit-Mischung mit Legierungen und schon fertigem Eisengranulat
zugesetzt. Besonders wichtig ist das
Schleifen der Naht, hier wird höchste Präzision vom Schleifer
verlangt. Am Netz der Schweizer Bahn sind jeden Tag mehrere Arbeitsgruppen
im Dauereinsatz, die Arbeiten in den kurvigen Tunneln erfolgt vor allem
nachts, wenn die Züge nicht fahren. Das Thermitschweißen darf
nur von ausgebildeten Fachkräften vorgenommen werden. Es ist auch
darauf zu achten, dass die Thermit-Mischung nicht feucht wird, da hierbei
die Gefahr einer Selbstzündung besteht.
Weitere Informationen Ausführlicher Film zum Thermit-Verfahren bei der Bahn Thermit-Reaktion im Blumentopf |